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高中生物必修一 细胞呼吸的原理和应用
一、单选题
1.人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种,快肌纤维几乎不含有线粒体,与短跑等剧烈运动有关;慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是( )
A.消耗等摩尔葡萄糖,快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP多
B.两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATP
C.短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸,故产生酸痛感觉
D.慢跑时慢肌纤维产生的ATP,主要来自于线粒体内膜
2.(2017高三上·浙江月考)下列关于人体细胞的细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A.需氧呼吸释放的能量少量转移到ATP中
B.细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体
C.与电子传递链有关的酶均镶嵌在线粒体内膜上
D.乳酸再转变成葡萄糖的过程是放能反应
3.(2015高一上·惠来期末)提取鼠肝脏细胞的线粒体为实验材料,向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸时,测得氧的消耗量较大;当注入葡萄糖时,测得氧的消耗量几乎为零;同时注入细胞质基质和葡萄糖时,氧消耗量又较大.对上述实验结果的解释错误的是( )
A.丙酮酸彻底分解和水的生成过程都是在线粒体内进行的
B.在线粒体内不能完成葡萄糖的分解,但能完成丙酮酸的分解
C.葡萄糖分解成丙酮酸是在细胞质基质中完成的
D.有氧呼吸中,水的参与和生成都是在细胞质基质中进行的
4.右图表示氧气浓度对培养液中草履虫、乳酸菌、酵母菌的细胞呼吸的影响,曲线a、b、c分别代表了 ( )
A.酵母菌、草履虫、乳酸菌 B.酵母菌、乳酸菌、草履虫
C.乳酸菌、酵母菌、草履虫 D.草履虫、乳酸菌、酵母菌
5.(2019高三上·辽宁开学考)植物组织在一定时间内,释放二氧化碳与吸收氧气的物质的量(或体积)之比叫作呼吸熵,如图表示玉米种子萌发时呼吸熵的变化,以下说法错误的是:( )
A.第10~20 d中呼吸熵逐渐降低,呼吸底物可能还有脂肪
B.在氧气充足的情况下,根据呼吸熵的大小可推断出呼吸底物
C.同等质量的花生种子比玉米种子的呼吸熵高
D.环境中的氧气浓度也会影响呼吸熵的变化
6.(2021·开封模拟)下列有关组成生物体的化学元素和化合物的叙述,正确的是( )
A.N是组成细胞内各种有机化合物的必需元素
B.自由水可以参加某些化学反应,例如参与有氧呼吸的第二阶段
C.蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时,其特定功能并未发生改变
D.NADH仅在线粒体基质中参与一系列化学反应,起着很重要的作用
7.(2020高一上·天津月考)下列生理过程不能发生在线粒体中的是( )
A.葡萄糖→丙酮酸 B.ATP→ADP+Pi
C.ADP+Pi→ATP D.丙酮酸→>CO2
8.(2021高一上·临河期中)细胞内部就像一个繁忙的工厂,在细胞质中有许多忙碌不停的“车间”,下列关于这些“车间”错误的是( )
A.细胞生命活动所需的能量,大约有95%来自“动力车间”——线粒体
B.吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌的是“消化车间”——溶酶体
C.对分泌蛋白进行加工、分类和包装的“车间”——内质网,在动植物中功能不同
D.液泡内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质
9.(2023高二下·广州期末)下列选项是生产和生活中常常应用到细胞呼吸原理的事例,叙述正确的是( )
A.中耕松土是为了促进根细胞的有氧呼吸以利于矿质元素的吸收
B.用透气“创可贴”包扎伤口,促进伤口细胞的有氧呼吸以利于伤口愈合
C.仓库中玉米种子的储藏需要低温、低氧、湿润的环境
D.水稻田适时排水可防止根系无氧呼吸产生乳酸而烂根
10.(2017高一下·上饶期中)以下4支试管置于适合的温度下,经过一定时间后能产生ATP的是( )
A. B.
C. D.
11.(2022高一下·重庆市月考)涪陵传统小吃油醪糟是重庆市非物质文化遗产。它是用糯米发酵成醪糟坯(有酒精和水生成),下油锅,加芝麻、花生仁、核桃仁等煎制而成。下列关于糯米发酵过程中酵母菌细胞呼吸的叙述正确的是( )
A.产物CO2都是在线粒体基质中生成的
B.丙酮酸分解成酒精的过程会产生少量ATP
C.有氧呼吸和无氧呼吸过程中都产生NADPH
D.水在线粒体内膜上生成,该过程消耗氧气
12.下列关于植物呼吸作用的叙述,正确的是( )
A.丙酮酸可以通过线粒体双层膜
B.是否产生二氧化碳是有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别
C.高等植物进行有氧呼吸,不能进行无氧呼吸
D.种子库中贮藏的风干种子不进行呼吸作用
13.(2015高一上·临沂期末)下列有关细胞呼吸的叙述中,正确的是( )
A.有氧呼吸过程产生的CO2中的氧元素全部来自于葡萄糖
B.人体的硬骨组织细胞也进行细胞呼吸
C.无氧呼吸由于不消耗O2,因此该过程最终会有[H]的积累
D.酵母菌无氧呼吸生产的能量一部分转移至ATP中,其余的留在了酒精中
14.在空气中含氧充足的环境里,有可能出现的情况是 ( )
A.乳酸菌发酵
B.人体内局部组织进行无氧呼吸
C.蛔虫进行有氧呼吸
D.酵母菌产生大量酒精和二氧化碳
15.水果储藏保鲜时,降低呼吸作用的环境条件是( )
A.高O2、高CO2、高温 B.高CO2、低O2、低温
C.高CO2、高O2、低温 D.低O2、低CO2、高温
16.(2021高一上·辽宁月考)“自身酿酒综合征”是一种罕见疾病。患者即便滴酒不沾,但进食富含碳水化合物的食物后,也会像醉酒一样。过去一些病例表明,这种疾病往往由肠道菌群发酵引起,酵母菌也会起到推波助澜的作用。下列叙述正确的是( )
A.酵母菌是一种单细胞的真核生物
B.酵母菌分解碳水化合物产生酒精时能产生ATP但不产生
C.酵母菌进行无氧呼吸时,葡萄糖中的能量大部分以热能的形式散失
D.给患者肠道提供抗病毒药物,可以对病情有一定的缓解作用
17.如图是探究酵母菌呼吸方式的装置,下列说法不正确的是( )
A.1号装置用于测定酵母菌O2消耗量,2号装置用于测定酵母菌CO2释放量
B.1号装置液滴不可能向右移动,2号装置液滴不可能向左移动
C.若1号装置液滴不移动,2号装置液滴向右移动,则酵母菌只进行无氧呼吸
D.若1号装置液滴向左移动,2号装置液滴不移动,则酵母菌只进行有氧呼吸
18.(2017高一下·日喀则期中)关于真核细胞呼吸的说法,正确的是( )
A.环境中有氧存在时,细胞呼吸才能产生[H]
B.水果贮藏在完全无氧的环境中,可将损失减小到最低程度
C.同等质量的花生与玉米种子萌发时的耗氧量相同
D.需氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质
19.有氧呼吸产生的CO2出现在 ( )
A.三个阶段 B.第一阶段 C.第二阶段 D.第三阶段
20.(2021高一上·宁波期末)图示“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置。下列叙述错误的是( )
A.该装置适用于探究酵母菌的无氧呼吸
B.酵母菌培养液应加入甲瓶中
C.可用溴麝香草酚蓝水溶液检测CO2
D.取乙瓶的溶液来检测发酵产生的酒精
21.(2022高三上·黄梅期中)生酮饮食(KD)是一种由高比例脂肪、极低碳水化合物和适量蛋白质组成的饮食方案,能够通过增加抑制食欲的激素(如瘦素、胆囊收缩素),减少能量摄入达到减重的目的。研究发现,部分肿瘤细胞存在线粒体功能障碍,缺乏利用酮体的关键酶,其呼吸消耗的葡萄糖约为正常细胞的200倍,但ATP产量无显著增加。如图为KD饮食减重的机理模式图,下列说法错误的是()
A.采取生酮饮食方案后,人体主要的能源物质是脂肪
B.部分肿瘤细胞生命活动所需能量主要通过无氧呼吸获得
C.相比正常细胞,生酮饮食对上述肿瘤细胞的影响较小
D.生酮饮食可作为一种代谢调节疗法用于糖尿病、肥胖等疾病的治疗
22.(2022高三上·大连期中)下图是为探究酵母菌细胞呼吸类型而设计的实验装置,酵母菌利用葡萄糖作为能源物质(不考虑物理因素对实验的影响)。下列有关实验装置和结果的分析,不正确的是( )
A.如果装置甲中液滴左移,装置乙中液滴右移,说明酵母菌既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸
B.如果装置甲中液滴左移,装置乙中液滴不移,说明酵母菌只进行了有氧呼吸
C.如果装置甲中液滴不移,装置乙中液滴右移,说明酵母菌只进行了无氧呼吸
D.实验中,装置甲中的液滴先不移后向左移,装置乙中的液滴先右移后不移
23.(2021高一上·厦门期末)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的氧气时,其产生的酒精和二氧化碳的量如下表所示。下列分析正确的是( )
氧浓度(%) a b c d
产生酒精的量(mol) 9 6.5 6 0
产生 的量(mol) 9 12.5 15 30
A.氧浓度为a时产生 来自细胞质基质和线粒体基质
B.氧浓度为b时酵母菌产生能量最多的部位是细胞质基质
C.氧浓度为c时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D.氧浓度为d时酵母菌消耗的氧气与释放的二氧化碳等量
24.将含酵母菌的葡萄糖溶液均分为4份,分别置于甲、乙、丙、丁四种条件下培养,测得CO2和O2 体积变化的相对值如图。下列叙述正确的是()
A.甲条件下,细胞呼吸的产物除CO2外,还有乳酸
B.乙条件下,有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
C.丙条件下,细胞呼吸产生的ATP最少
D.丁条件下,产物中的CO2全部来自线粒体
25.(2019高三上·浙江月考)下列有关人体肌肉细胞细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.柠檬酸循环、电子传递链两个阶段均需要消耗氧气
B.厌氧呼吸时产生CO2的场所是细胞溶胶
C.厌氧呼吸产生的乳酸在肌肉细胞再生成葡萄糖,供细胞利用
D.需氧呼吸中释放的能量大部分转变成热能
二、综合题
26.(2016高三上·蓟县期中)图1表示细胞呼吸的过程,图2表示细胞呼吸时气体交换的相对值的情况,据图回答问题:
(1)观察正常细胞中的线粒体可用 染色,被染色的细胞一般 (答“是”或“不是”)处于生活状态.
(2)图2中氧气浓度为d时,细胞中能通过图1所示 过程.(填写序号)
(3)若某酵母菌的线粒体均遭“损伤”,则直接影响图1中 过程(填写序号);该酵母菌在有氧条件下,葡萄糖氧化分解的终产物是 ,其通过 方式转运到细胞外,对其终产物检测时,所用试剂是 .
(4)处于平静状态和剧烈运动状态下的人体骨骼肌细胞进行细胞呼吸,葡萄糖分解过程中产生的CO2摩尔数与消耗的O2摩尔数的比值分别是 ;氧气充足和不足情况下,酵母菌利用葡萄糖过程中产生的CO2摩尔数与消耗的O2摩尔数的比值分别是 .
A.等于1、小于1 B.等于1、大于1
C.等于1、等于1 D.大于1、大于1.
27.(2019高二下·新疆期末)为探究高浓度CO2对冷藏水果细胞呼吸的影响,研究人员将等量新鲜蓝莓分别置于两个密闭的冷藏箱中,一个冷藏箱中只有普通空气(未处理组),另一个加入等量的含高浓度CO2的空气(CO2处理组),两组都在4 ℃条件下贮藏。以后每10天(d)取样一次,测定其单位时间内CO2释放量(mol)和O2吸收量(mol),计算二者的比值得到如图所示曲线(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。回答下列问题:
(1)实验过程中,0~10 d内蓝莓细胞呼吸产生ATP最多的场所是 ;10 d后未处理组蓝莓细胞呼吸的产物除了CO2外,还有 ;20 d后CO2处理组蓝莓细胞产生CO2的场所是 。
(2)实验结果显示,10
d后未处理组蓝莓的CO2/O2的值逐渐上升,出现这种结果的原因是密闭冷藏箱中O2浓度逐渐降低,蓝莓细胞 。 根据实验结果推测,高浓度CO2处理对蓝莓细胞的无氧呼吸有明显的 作用。
28.(2020高一上·连云港期末)下图表示的是细胞两种呼吸方式,据图回答问题。
(1)有氧呼吸分为三个阶段,其中葡萄糖生成丙酮酸的反应属于第一阶段,此阶段发生的场所是 。
(2)在有氧的情况下,丙酮酸进入 ,开始进行第二和第三阶段的反应。
(3)有氧呼吸的总反应式可归纳为:反应物中的 只参与了第三阶段反应,并且此阶段生成的ATP数量最多。
(4)人的肌肉由于剧烈运动造成暂时性缺氧就会进行无氧呼吸,将葡萄糖分解为 ,并释放一定的能量。
(5)在果蔬储藏时,可采用降低氧浓度或温度等方法,抑制 , 以减少有机物的消耗。
29.(2016高三上·潍坊开学考)酵母菌是兼性厌氧微生物.如图是酵母菌细胞结构模式图,①﹣⑤代表不同的细胞结构.请据图回答:
(1)酵母菌是一种单细胞真菌,与细菌相比其特有的结构有 (填序号).
(2)单独研究各种细胞器时,通常先将细胞制成匀浆,再用 法把各种细胞器分离开.
(3)线粒体内膜向内腔折叠形成 ,吸水后不易破裂.因此可用向线粒体悬液中添加 的方法获得完整的内膜.
(4)酵母菌细胞吸收葡萄糖的方式是 ,细胞中产生CO2部位有 (填序号);如果酵母菌进行有氧呼吸和酒精发酵产生了等量的CO2,那么两种作用消耗的葡萄糖量之比是 .
30.(2019高三上·宜宾开学考)呼吸商(RQ)指单位时间内生物进行呼吸作用释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值。根据呼吸商可以测定生物的呼吸方式;在氧气充足时,根据呼吸商还可以推断呼吸消耗的物质是糖类、脂肪还是蛋白质等。下图表示在适宜的条件下,测定呼吸商的装置,实验材料及装置均已消毒。
回答下列问题:
(1)以小麦种子为实验材料,萌发时只以糖类为能量来源,测得装置1中液滴左移200个单位,装置2中液滴右移30个单位,其呼吸商为 ,则小麦种子在萌发过程中的呼吸方式为 。
(2)以某种小动物为实验材料,在糖类供应充足,安静状态下,测得其呼吸商等于1,若驱赶其进行剧烈运动,则其呼吸商 (填“大于1”、“等于1”、“小于1”)。
(3)准备两组装置1,A组是萌发的油菜种子作实验材料,B组是等量萌发的小麦种子,实验过程中A组实验现象不同的是 。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【分析】从题意可知,快肌纤维可进行无氧呼吸,慢肌纤维进行有氧呼吸。慢跑时慢肌纤维产生的ATP,主要来自于线粒体内膜,消耗等摩尔葡萄糖时,快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP要少,均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATP,短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸,故产生酸痛感觉。故选A。
2.【答案】D
【解析】【解答】需氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失,含有少量转移到ATP中,A不符合题意;人体细胞厌氧呼吸不能产生二氧化碳,需氧呼吸可以产生二氧化碳,其产生二氧化碳的场所是线粒体基质,B不符合题意;在需氧呼吸第三阶段,与电子传递链有关的酶均镶嵌在线粒体内膜上,C不符合题意;由于葡萄糖产生乳酸的过程释放了少量的能量,说明乳酸再转变成葡萄糖的过程需要消耗能量,属于吸能反应,D符合题意。
故答案为:D
【分析】解答本题的关键是掌握需氧呼吸三个阶段的详细过程以及发生的场所,明确人体无氧呼吸的产物是乳酸,没有二氧化碳。
3.【答案】D
【解析】【解答】解:A、丙酮酸彻底氧化分解生成二氧化碳是有氧呼吸的第二阶段,在线粒体基质中完成,生成水在线粒体内膜上完成,A正确;
B、葡萄糖分解成丙酮酸是在细胞质基质中进行,不能在线粒体中进行,在线粒体内能完成丙酮酸的分解,B正确;
C、葡萄糖分解成丙酮酸是有氧呼吸的第一阶段,在细胞质基质中进行,C正确;
D、小鼠肝细胞有氧呼吸过程中,水的参与和生成都是在线粒体中进行的,D错误.
故选:D.
【分析】本题是对有氧呼吸过程的应用,回忆有氧呼吸的具体过程、场所、各个阶段的反应物和生成物,然后分析选项进行解答.
4.【答案】A
【解析】【分析】由图可知,曲线a的生物在没有氧气的时候可进行无氧呼吸,随着氧气浓度的上升,无氧呼吸逐渐受到抑制,有氧呼吸逐渐增强,说明该生物是酵母菌,因为酵母菌属于兼性厌氧性生物;曲线b的生物在没有氧气的时候不能进行呼吸作用,随着氧气浓度的增加,有氧呼吸逐渐增强,说明该生物是草履虫,因为草履虫只能进行有氧呼吸;曲线c的生物在没有氧气的时候呼吸作用很强,而随着氧气浓度的增加,呼吸作用反而受到抑制,说明该生物是乳酸菌,因为乳酸菌只能进行无氧呼吸。故答案选A。
5.【答案】C
【解析】【解答】A、由于糖类和脂肪中C、H、O的比例不同,脂肪中的碳氢比例高,若呼吸熵小于1,说明除葡萄糖外,呼吸底物可能还有脂肪,A正确;
B、在氧气充足的情况下,糖类的呼吸熵等于1,而脂肪的呼吸熵小于1,所以用呼吸熵的数值可推断呼吸底物,B正确;
C、花生中主要能源物质是脂肪,玉米种子中主要能源物质是糖类,而脂肪中C、H比例比同等质量糖类高,因此同等质量的花生与玉米种子萌发时的耗氧量不同,其中花生萌发时耗氧量高,同等质量的花生种子比玉米种子的呼吸熵低,C错误;
D、环境中的氧气浓度会影响有氧呼吸和无氧呼吸的强度,因而也会影响呼吸熵的变化,D正确。
故答案为:C。
【分析】根据题意和图示分析可知:在一定时间范围内,随着玉米种子萌发时间的增加,细胞呼吸熵逐渐减小,当超过一定时间范围,细胞呼吸熵逐渐增大。
6.【答案】B
【解析】【解答】A、糖类的元素组成是C、H、O,不含有N,A错误;
B、有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应生产还原氢和二氧化碳,并释放少量能量的过程,B正确;
C、结构决定功能,因此蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时,其特定功能就会发生改变,C错误;
D、NADH与氧气结合产生大量的水,同时释放大量的能量,这一过程发生在线粒体内膜,D错误。
故答案为:B。
【分析】 1、N元素虽然分别广泛,但是有些有机物未必含有,例如糖类和一些脂肪。
2、自由水主要功能:良好溶剂;参与新陈代谢;运输养料和代谢废物;细胞生活的液体环境等。 3、物质结构决定功能,功能反映结构的特点。
4、NADH在有氧呼吸第三阶段发挥重要作用。
7.【答案】A
【解析】【解答】A、葡萄糖分解成丙酮酸是在细胞质基质中进行的,不能在线粒体中进行,A正确;
B、ATP分解成ADP和Pi并释放能量,在线粒体中可以进行,如线粒体中有DNA,可以进行DNA的复制,DNA复制过程消耗能量,B错误;
C、线粒体中有ATP的合成,C错误;
D、有氧呼吸第二阶段,丙酮酸和水分解产生二氧化碳和[H],发生在线粒体基质中,D错误。
故答案为:A。
【分析】有氧呼吸的过程:
C6H12O6(葡萄糖)+6O2 →6H2O+6CO2
第一阶段:在细胞质的基质中。
反应式:1C6H12O6(葡萄糖) → 2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量( 2ATP)
第二阶段:在线粒体基质中进行。
反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O → 20[H]+6CO2+少量能量( 2ATP)
第三阶段:在线粒体的内膜上,这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的。
反应式:24[H]+6O2 → 12H2O+大量能量(34ATP)。
8.【答案】C
【解析】【解答】A、线粒体是细胞的“动力车间”,细胞内有95%的能量来自线粒体,被称为细胞的动力车间,A正确;
B、溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器,对自身机体的细胞结构有分解作用,吞噬并杀死入侵的病毒或病菌,具有一定防御作用,B正确;
C、对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”是高尔基体,高尔基体在动植物中的功能不同,C错误;
D、液泡内有细胞液,其含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,D正确。
故答案为:C。
【分析】各种细胞器的结构、功能
细胞器 分布 形态结构 功 能
线粒体 动植物细胞 双层膜结构 有氧呼吸的主要场所
细胞的“动力车间”
叶绿体 植物叶肉细胞 双层膜结构 植物细胞进行光合作用的场所;植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”.
内质网 动植物细胞 单层膜形成的网状结构 细胞内蛋白质的合成和加工,以及脂质合成的“车间”
高尔
基体 动植物细胞 单层膜构成的囊状结构 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”(动物细胞高尔基体与分泌有关;植物则参与细胞壁形成)
核糖体 动植物细胞 无膜结构,有的附着在内质网上,有的游离在细胞质中 合成蛋白质的场所
“生产蛋白质的机器”
溶酶体 动植物细胞 单层膜形成的泡状结构 “消化车间”,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并且杀死侵入细胞的病毒和细菌.
液泡 成熟植物细胞 单层膜形成的泡状结构;内含细胞液(有机酸、糖类、无机盐、色素和蛋白质等) 调节植物细胞内的环境,充盈的液泡使植物细胞保持坚挺
中心体 动物或某些低等植物细胞 无膜结构;由两个互相垂直的中心粒及其周围物质组成 与细胞的有丝分裂有关
9.【答案】A
【解析】【解答】A、农民中耕松土是为了增加土壤通气量,促进根细胞有氧呼吸,有利吸收离子,A正确;
B、用透气“创可贴”包扎伤口, 抑制厌氧细菌繁殖感染 ,B错误;
C、仓库中玉米种子的储藏需要低温、低氧、干燥的环境 ,C错误;
D、水稻田适时排水可防止根系无氧呼吸产生酒精而烂根 ,D错误;
故答案为:A。
【分析】细胞呼吸为生物体的生命活动提供能量,其中间产物是各种有机物之间转化的枢纽。其原理的应用主要有:
(1)水稻生产中,适时的露田和晒田可以改善土壤通气条件,增强水稻根系的细胞呼吸作用。
(2)储存粮食时,要注意降低温度和保持干燥,抑制细胞呼吸。
(3)果蔬保鲜时,采用降低氧浓度、充氮气或降低温度等方法,抑制细胞呼吸,注意要保持一定的湿度。
10.【答案】D
【解析】【解答】解:A、葡萄糖氧化分解产生ATP发生在细胞质基质内,线粒体不能利用葡萄糖,A错误;
B、二碳化合物是光合作用的反应物,发生在叶绿体的类囊体上,B错误;
C、丙酮酸氧化分解产生ATP发生在线粒体中,C错误;
D、丙酮酸在仅细胞膜破裂的真核细胞中,进入线粒体氧化分解,产生ATP,D正确.
故选:D.
【分析】细胞内能产生ATP的反应有光合作用光反应、有氧呼吸第一二、三阶段,无氧呼吸,据此答题.
11.【答案】D
【解析】【解答】A、有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸(乙醇发酵)第二阶段都会产生CO2,有氧呼吸在线粒体基质中产生CO2,无氧呼吸在细胞质基质中产生CO2,A错误;
B、丙酮酸分解成酒精的过程会不能产生ATP,B错误;
C、有氧呼吸和无氧呼吸过程中都能产生NADH,NADPH是光合作用的产物,C错误;
D、有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水,并释放大量能量,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、有氧呼吸过程:
2、无氧呼吸过程:
12.【答案】A
【解析】【分析】丙酮酸在细胞质基质产生,通过线粒体的双层膜进入线粒体进行有氧呼吸的第二阶段和第三阶段;植物细胞有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳,所以是否产生二氧化碳不是有氧呼吸和无氧呼吸的区别;高等植物既能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸;种子库中贮藏的风干种子含有生物活性,能进行呼吸作用,只是呼吸速率较慢,易于保存。故选A
【点评】本题意在考查考生的识记能力和判断能力,属于容易题。
13.【答案】B
【解析】【解答】解:A、有氧呼吸过程产生的CO2中的氧元素来自于葡萄糖和水,A错误;
B、所有的活细胞都能进行呼吸作用,所以人体的硬骨组织细胞也进行细胞呼吸,B正确;
C、无氧呼吸不需要O2的参与,第一阶段产生的[H]与丙酮酸结合产生酒精和二氧化碳或乳酸,故该过程最终没有[H]的积累,C错误;
D、酵母菌无氧呼吸生产的能量一部分转移至ATP中,其余以热能形式散失,D错误.
故选:B.
【分析】呼吸作用的过程.(1)有氧呼吸的过程:1、C6H12O6 2丙酮酸+4[H]+能量 (细胞质基质)2、2丙酮酸+6H2O 6CO2+20[H]+能量 (线粒体基质)3、24[H]+6O2 12H2O+能量 (线粒体内膜)(2)无氧呼吸的过程:1、C6H12O6 2丙酮酸+4[H]+能量 (细胞质基质)2、2丙酮酸 2酒精+2CO2 (细胞质基质)或C6H12O6 2乳酸+能量 (细胞质基质)
14.【答案】B
【解析】【分析】A选项中,乳酸菌只能进行无氧呼吸;C选项中,蛔虫是寄生在动物的肠道内的,只能进行无氧呼吸;D选项中,酵母菌在含氧充足的环境里会大量繁殖,在无氧条件下才能产生大量酒精和二氧化碳,因此只能选B,人体在剧烈运动是可以进行无氧呼吸,产生乳酸,从而补充能量。
【点评】本题要求学生掌握一些特定生物的呼吸方式的区别:乳酸菌、蛔虫只能进行无氧呼吸;醋酸菌只能进行有氧呼吸;酵母菌既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸;动植物主要进行有氧呼吸,特定条件下短暂进行无氧呼吸。
15.【答案】B
【解析】【分析】通常水果或蔬菜保鲜时,低温、低氧、高CO2或N2、有一定湿度,所以B选项正确。
【点评】考查细胞呼吸的应用。意在考查考生理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。
16.【答案】A
【解析】【解答】A、酵母菌是一种单细胞真核生物,属于兼性厌氧真菌,A正确;
B、酵母菌进行无氧呼吸能产生酒精和 ,B错误;
C、酵母菌进行无氧呼吸时,葡萄糖中的能量有三个去路,散失的热能、ATP中储存的化学能和酒精中的能量,其中酒精中存留的能量最多,C错误;
D、抗病毒药物的作用对象是病毒,该病主要是由肠道中菌群发酵引起,所以抗病毒药物对该病无效,D错误。
故答案为:A。
【分析】酵母菌是兼性厌氧真菌。
有氧呼吸:第一阶段:在细胞质基质上进行,C6H12O6丙酮酸+[H]+ATP(少量)。
第二阶段:在线粒体基质上进行,丙酮酸+H2O CO2+[H]+ATP(少量)。
第三阶段:在线粒体内膜上进行,[H]+O2H2O+ATP(大量)
无氧呼吸:在细胞质基质中进行。第一阶段:C6H12O6丙酮酸+[H]+ATP(少量)。第二阶段:丙酮酸 酒精+CO2/丙酮酸 乳酸。
17.【答案】A
【解析】【解答】解:A、1号装置用于测定酵母菌O2消耗量,2号装置用于测定酵母菌CO2释放量和O2消耗量,A错误;
B、1号装置中进行呼吸产生的CO2被NaOH溶液吸收,所以液滴不可能向右移动;2号装置中进行呼吸产生的CO2不会被清水吸收,所以液滴不可能向左移动,B正确;
C、若1号装置液滴不移动,说明没有消耗氧气;2号装置液滴向右移动,说明产生了CO2,则酵母菌只进行无氧呼吸,C正确;
D、若1号装置液滴向左移动,说明消耗了氧气;2号装置液滴不移动,说明消耗的氧气与产生的CO2相等,没有进行无氧呼吸,则酵母菌只进行有氧呼吸相等,D正确.
故选:A.
【分析】探究酵母菌细胞呼吸方式实验的原理是:(1)酵母菌是兼性厌氧型生物;(2)酵母菌呼吸产生的CO2可用溴麝香草酚蓝水溶液或澄清石灰水鉴定,因为CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,或使澄清石灰水变浑浊;(3)酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用重铬酸钾鉴定,由橙色变成灰绿色.酵母菌在有氧条件下,进行有氧呼吸产CO2和H2O;在无氧条件下,进行无氧呼吸产生CO2和酒精.瓶加入NaOH溶液,可吸收空气中的CO2.明确知识点,梳理相关知识,分析题图,根据选项描述结合基础知识做出判断.
18.【答案】D
【解析】【解答】解:A、环境中没有氧气时可以进行无氧呼吸,无氧呼吸的第一阶段也能产生[H],A错误;
B、在完全无氧的环境中贮藏水果,由于无氧呼吸消耗大量的葡萄糖,产生酒精,会引起水果腐烂,因此水果贮藏需要低氧环境,抑制无氧呼吸的强度,同时有氧呼吸的强度也很低,B错误;
C、花生中主要能源物质是脂肪,玉米种子中主要能源物质是糖类,而脂肪中C、H比例比同等质量糖类高,因此同等质量的花生与玉米种子萌发时的耗氧量不同,其中花生萌发时耗氧量高,C错误;
D、需氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质,D正确.
故选:D.
【分析】1)有氧呼吸的过程:
①C6H12O6 {#mathmL#}{#/mathmL#} 2丙酮酸+4[H]+能量 (细胞质基质)
②2丙酮酸+6H2O {#mathmL#}{#/mathmL#} 6CO2+20[H]+能量 (线粒体基质)
③24[H]+6O2 {#mathmL#}{#/mathmL#} 12H2O+能量 (线粒体内膜)
2)无氧呼吸的过程:
①C6H12O6 {#mathmL#}{#/mathmL#} 2丙酮酸+4[H]+能量 (细胞质基质)
②2丙酮酸+4[H] {#mathmL#}{#/mathmL#} 2酒精+2CO2 (细胞质基质)
或2丙酮酸+4[H] {#mathmL#}{#/mathmL#} 2乳酸+能量 (细胞质基质)
19.【答案】C
【解析】【分析】有氧呼吸第二阶段,丙酮酸与水反应生成CO2和[H],释放少量能量。
【点评】本题属于考纲识记层次,难度较小,要求学生识记有氧呼吸过程物质变化。
20.【答案】D
【解析】【解答】A、根据以上分析已知,该装置适用于探究酵母菌的无氧呼吸,A正确;
B、甲瓶中加入酵母菌,进行无氧呼吸产生二氧化碳和酒精,B正确;
C、酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳可以用溴麝香草酚蓝水溶液检测,C正确;
D、应该取甲瓶的溶液来检测发酵产生的酒精,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、酵母菌是兼性厌氧菌,既能进行有氧呼吸产生CO2和水,也能进行无氧呼吸产生CO2和酒精。
2、探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中,
(1)检测CO2的产生:使澄清石灰水变浑浊,或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
(2)检测酒精的产生:橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与酒精发生反应,变成灰绿色。
21.【答案】C
【解析】【解答】A、生酮饮食(KD)是一种由高比例脂肪、极低碳水化合物和适量蛋白质组成的饮食方案,因此采取生酮饮食方案后,人体主要的能源物质是脂肪,A正确;
B、部分肿瘤细胞存在线粒体(有氧呼吸的主要场所)功能障碍,缺乏利用酮体的关键酶,其呼吸消耗的葡萄糖约为正常细胞的200倍,但ATP产量无显著增加,说明部分肿瘤细胞生命活动所需能量主要通过无氧呼吸获得,B正确;
C、由于部分肿瘤细胞存在线粒体功能障碍,缺乏利用酮体的关键酶,使酮体分解释放能量受阻,因此相比正常细胞,生酮饮食对上述肿瘤细胞的影响较大,C错误;
D、生酮饮食(KD)能够通过增加抑制食欲的激素(如瘦素、胆囊收缩素),减少能量摄入达到减重的目的,因此可控制能源物质的摄入,从而用于糖尿病、肥胖等疾病的治疗,D正确。
故答案为:C。
【分析】 KD生活方式的机理:当葡萄糖摄入量极低时,无法为细胞供应足够能量,使得机体在肝脏中的脂肪代谢增加,导致酮体(如丙酮、乙酰乙酸等代谢产物)增多,同时参与酮体代谢的酶,如BDH1的含量也升高。酮体进入血液被肝外组织细胞摄取利用,经酮体代谢酶催化相应代谢反应产生能量,而未被利用的酮体经消化道、呼吸道和泌尿系统排出体外,使得机体丢失一部分能量。
22.【答案】D
【解析】【解答】A、装置甲中的液滴左移,有氧气的消耗;装置乙中的液滴右移,说明呼吸作用释放的二氧化碳量多于消耗氧气量,可知酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,A正确;
B、装置甲中的液滴左移,有氧气的消耗,说明酵母菌进行了有氧呼吸;装置乙液滴不动,说明酵母菌不进行无氧呼吸,则酵母菌只进行有氧呼吸,B正确;
C、如果装置甲中液滴不移,没有氧气的消耗,说明酵母菌不进行有氧呼吸,装置乙中液滴右移,说明呼吸作用释放了二氧化碳,则酵母菌只进行无氧呼吸,C正确;
D、实验中,装置甲中的液滴先不移,说明酵母菌不进行有氧呼吸,那液滴不会再移动;装置乙中的液滴先右移,说明酵母菌进行无氧呼吸,最后反应停止,液滴后将保持不动,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、酵母菌是兼性厌氧菌,既能进行有氧呼吸产生CO2和水,也能进行无氧呼吸产生CO2和酒精。
2、题图为探究酵母菌细胞呼吸类型而设计的实验装置,(1)装置甲中加入NaOH溶液的作用是吸收酵母菌细胞呼吸产生的二氧化碳,液滴向左移动表示细胞进行有氧呼吸;(2)装置乙中加入的清水不能吸收CO2,若酵母菌只进行有氧呼吸,则O2的吸收量与释放的CO2量相等,液滴不移动;若酵母菌只进行无氧呼吸,则不消耗O2,但释放CO2,液滴右移。据此答题。
23.【答案】D
【解析】【解答】A、由分析可知,氧浓度为a时,酵母菌只进行无氧呼吸,故产生的CO2来自细胞质基质,A错误;
B、氧浓度为b时,酵母菌有氧呼吸产生CO2的量为12.5-6.5=6 mol,有氧呼吸消耗的葡萄糖为6×1/6=1 mol,释放的能量为2870千焦;此时无氧呼吸消耗的葡萄糖为6.5×1/2=3.25mol,释放的能量为3.5×196.65=639.11千焦,故酵母菌有氧呼吸释放的能量大于无氧呼吸,而有氧呼吸的主要场所是线粒体,故氧浓度为b时酵母菌产生能量最多的部位是线粒体,B错误;
C、氧浓度为c时,酵母菌有氧呼吸产生CO2的量为15-6=9 mol,有氧呼吸消耗的葡萄糖为9×1/6=1.5 mol,此时无氧呼吸消耗的葡萄糖为6×1/2=3 mol,故用于酵母菌的酒精发酵的葡萄糖占3/(1.5+3)=2/3,C错误;
D、氧浓度为d时,酵母菌只进行有氧呼吸,故酵母菌消耗的氧气与释放的二氧化碳等量,D正确。
故答案为:D。
【分析】 1、有氧呼吸的过程:
C6H12O6(葡萄糖)+6O2 →6H2O+6CO2
第一阶段:在细胞质的基质中。
反应式:1C6H12O6(葡萄糖) → 2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量( 2ATP)
第二阶段:在线粒体基质中进行。
反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O → 20[H]+6CO2+少量能量( 2ATP)
第三阶段:在线粒体的内膜上,这一阶段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的。
反应式:24[H]+6O2 → 12H2O+大量能量(34ATP);
2、无氧呼吸的过程:
C6H12O6 → 2C2H5OH(酒精)+2CO2
或者C6H12O6 → 2C3H6O3(乳酸)+能量
第一阶段:在细胞质的基质中。
反应式:1C6H12O6(葡萄糖) → 2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量( 2ATP)
第二阶段:在细胞质基质
反应式:2C3H4O3(丙酮酸)+4[H] → 2C2H5OH(酒精)+2CO2
无氧呼吸过程中只有第一阶段产生能量,第二阶段不产生能量。
24.【答案】D
【解析】【分析】A.甲条件下,没有消耗氧气,无氧呼吸的产物除CO2外,还有酒精。
B.乙条件下,消耗氧气是3,产生的二氧化碳也是3就是有氧呼吸的强度,因此有氧呼吸,消耗的葡萄糖是为1/2。产生二氧化碳为8,无氧呼吸放出的二氧化碳5,因此,无氧呼吸,消耗的葡萄糖是为2.5。有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少。
C.甲条件下, 细胞呼吸产生的ATP最少。
D.丁条件下,只能进行有氧呼吸,产物中的CO2是第二阶段,场所是线粒体。D正确。
25.【答案】D
【解析】【解答】A、柠檬酸循环阶段不需要氧气,电子传递链阶段需要氧气,A不符合题意;
B、肌肉细胞厌氧呼吸时不产生CO2,产生的是乳酸,B不符合题意;
C、厌氧呼吸产生的乳酸大部分随血液循环进入肝脏,在肝脏细胞中转变为葡萄糖,C不符合题意;
D、需氧呼吸中释放的能量大部分转变为热能,D符合题意
故答案为:D
【分析】细胞有氧呼吸的过程:
第Ⅰ阶段称为糖酵解阶段
第Ⅱ阶段称为柠檬酸循环阶段;
第Ⅲ阶段称为电子传递链阶段。
26.【答案】(1)健那绿;是
(2)②
(3)①②;酒精和二氧化碳;自由扩散;重铬酸钾、澄清石灰水(溴麝香草酚蓝水溶液)
(4)C;B
【解析】【解答】解:(1)观察正常细胞中的线粒体可用健那绿染色,被染色的细胞一般是处于生活状态.(2)图2中氧气浓度为d时,细胞只有有氧呼吸,能通过图1所示①②过程产生CO2和H2O表示.(3)若某酵母菌的线粒体均遭“损伤”,则直接影响图1中①②过程,即有氧呼吸;该酵母菌在有氧条件下,不能进行有氧呼吸,葡萄糖氧化分解的终产物是酒精和二氧化碳,其通过自由扩散方式转运到细胞外.酒精可以用重铬酸钾检测,二氧化碳可以用澄清石灰水(溴麝香草酚蓝水溶液)进行检测.(4)平静状态人体进行有氧呼吸,有氧呼吸吸收氧气的量与释放二氧化碳的量相等;剧烈运动时既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸,人体无氧呼吸的产物是乳酸,不产生二氧化碳,因此剧烈运动时,人体细胞呼吸产生的二氧化碳只来自有氧呼吸,吸收氧气与释放二氧化碳的量相等.所以不论是在平静状态下还是剧烈运动状态下的人体骨骼肌细胞分解葡萄糖过程中产生的CO2摩尔数与消耗的O2摩尔数的比值都是1.
在氧气充足情况下,酵母菌进行有氧呼吸,在利用葡萄糖过程中产生的CO2mol数与消耗的O2mol数的比值是1;在氧气不足情况下,部分酵母菌进行无氧呼吸,不消耗氧气,但能产生二氧化碳,所以在利用葡萄糖过程中产生的CO2mol数与消耗的O2mol数的比值大于1.
故答案为:(1)健那绿; 是;(2)②;(3)①②酒精和二氧化碳;
自由扩散; 重铬酸钾 ; 澄清石灰水(溴麝香草酚蓝水溶液);(4)C; B.
【分析】(1)考察线粒体的染色原理,需要用活体染色剂健那绿对细胞进行染色;(2)氧气吸收量等于二氧化碳释放量,可判断只进行有氧呼吸;(3)线粒体是有氧呼吸的主要场所,当线粒体受损后,酵母菌只能进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳;考察二氧化碳出细胞的运输方式,及酒精和二氧化碳的检测方法;(4)人体骨骼肌平静状态进行有氧呼吸,能产生二氧化碳,剧烈运动时,有氧呼吸和无氧呼吸共存,但无氧呼吸不产生二氧化碳;氧气充足时,酵母菌进行有氧呼吸,氧气不足时,有氧呼吸和无氧呼吸共存.
27.【答案】(1)线粒体内膜;水和酒精;线粒体基质和细胞质基质
(2)有氧呼吸逐渐减弱而无氧呼吸逐渐增强;抑制
【解析】【解答】(1)实验过程中,0 10d内CO2释放量和O2吸收量的比值等于1,说明都只进行有氧呼吸,因此蓝莓细胞呼吸产生ATP最多的场所是线粒体内膜(有氧呼吸的第三阶段);10d后未处理组蓝莓CO2释放量和O2吸收量的比值大于1,说明蓝莓既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,因此细胞呼吸的产物除了CO2外,还有水和酒精;20d后CO2处理组蓝莓细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,因此产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质。(2)实验结果显示,10d后未处理组蓝莓的CO2/O2的值逐渐上升,出现这种结果的原因是密闭冷藏箱中O2浓度逐渐降低,蓝莓细胞有氧呼吸逐渐减弱而无氧呼吸逐渐增强;根据题干信息可知,“CO2处理组加入等量的含高浓度的CO2空气”,而曲线中处理组的CO2释放量和O2吸收量的比值低于未处理组,说明高浓度处理对蓝莓细胞的无氧呼吸有明显的抑制作用。
【分析】分析题图可知,当储藏天数小于等于10天时,两组蓝莓的CO2释放量和O2吸收量的比值等于1,说明都只进行有氧呼吸;当储藏天数大于10天时,对照组的CO2释放量和O2吸收量的比值大于1,说明蓝莓既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸;CO2处理组当储藏天数小于等于20天时,蓝莓的CO2释放量和O2吸收量的比值等于1,说明只进行有氧呼吸;当储藏天数大于20天时,蓝莓的CO2释放量和O2吸收量的比值大于1,说明蓝莓既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸。
28.【答案】(1)细胞质基质
(2)线粒体
(3)O2(或氧气)
(4)C3H6O3(或乳酸)
(5)细胞呼吸(或有氧呼吸)
【解析】【解答】解:(1)葡萄糖生成丙酮酸的反应为有氧呼吸的第一阶段,发生场所是细胞质基质。(2)丙酮酸进入线粒体,进行有氧呼吸的第二三阶段的反应。(3)有氧呼吸过程中,氧气只在第三阶段参与反应,并释放大量的能量生成大量的ATP。(4)人体无氧呼吸的产物是乳酸,也生成少量的ATP。(5)降低氧浓度或温度等方法,抑制细胞呼吸,从而减少有机物的消耗,使果蔬储存时间更久。
【分析】有氧呼吸的过程:
① C6H12O6 2丙酮酸+4[H]+能量(细胞质基质);
②2丙酮酸+6 H2O 6CO2+20[H]+能量(线粒体基质);
③24[H]+ 6O2 12H2O+能量(线粒体内膜)。
无氧呼吸的过程:
①C6H12O6 2丙酮酸+4[H]+能量(细胞质基质);
②2丙酮酸+4[H] 2酒精+2CO2或2丙酮酸+4[H] 2乳酸(细胞质基质)。
29.【答案】(1)②③⑤
(2)差速离心
(3)嵴;低渗溶液(蒸馏水)
(4)主动运输;③④;1:3
【解析】【解答】解:(1)细菌是原核生物没有细胞核,只有唯一的细胞器核糖体,故酵母菌特有的结构有2细胞核,3线粒体和5液泡.(2)分离细胞是用差速离心法.(3)线粒体内膜向内折叠成嵴.要线粒体吸水可以用低渗溶液或者是蒸馏水进行处理.(4)酵母菌吸收葡萄糖的方式是主动运输,细胞中产生二氧化碳即可在有氧呼吸第二阶段即线粒体基质3中也可以在无氧呼吸第二阶段细胞质基质4中.因为1摩尔葡萄糖进行有氧呼吸产生6摩尔二氧化碳,进行无氧呼吸产生2摩尔二氧化碳,所以产生等量的二氧化碳,葡萄糖的消耗量之比是1:3.
故答案为:(1)②③⑤;(2)差速离心;(3)嵴;低渗溶液(蒸馏水);(4)主动运输;③④;1:3。
【分析】本图是酵母菌细胞的亚显微结构示意图,其中①是细胞壁、②是细胞核、③是线粒体、④是细胞质基质、⑤是液泡,据此答题.
30.【答案】(1)1.15;有氧呼吸和无氧呼吸
(2)等于1
(3)液滴向左移动的速度更快
【解析】【解答】(1)以小麦种子为实验材料,呼吸底物为糖类,测得装置1中液滴左移200个单位,说明有氧呼吸中氧气的消耗量为200,装置2中液滴右移30个单位,即二氧化碳释放量-氧气吸收量=30,说明二氧化碳释放量为230,故呼吸商为230÷200=1.15,由于小麦种子萌发过程中消耗氧气,且二氧化碳释放量大于氧气吸收量,说明同时存在有氧呼吸和无氧呼吸。(2)小动物在糖类供应充足,有氧呼吸中消耗氧气,产生二氧化碳,无氧呼吸不消耗氧气,不产生二氧化碳。故无论安静状态下还是进行剧烈运动,则其呼吸商始终等于1。(3)准备两组装置1,A组是萌发的油菜种子(脂肪含量较高)作实验材料,B组是等量萌发的小麦种子(淀粉含量较高),由于脂肪中C、H含量较高,等质量的脂肪和糖类相比,前者氧化分解需要消耗更多的氧气,故实验过程中A组液滴向左移动速度更快。
【分析】装置1中氢氧化钠会吸收呼吸作用产生的二氧化碳,液滴移动取决于是否消耗氧气;装置2中液滴移动取决于二氧化碳释放量与氧气消耗量的差值。
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